Zusammenfassung:
Laut Nikkei Asia versuchen Forscher, künstliche Intelligenz, Sensoren und Kommunikationsgeräte bei Insekten zu installieren und nutzen dabei deren geringe Größe, empfindliche Wahrnehmung und geringen Energieverbrauch, um Such- und Rettungseinsätze in Katastrophengebieten durchzuführen. Ein neuestes System kann den Herzschlag, Nervensignale und Körperbewegungen von Kakerlaken analysieren, die Umgebung identifizieren und sie mit einer maximalen Erkennungsgenauigkeit von 93 % zur Flucht aus gefährlichen Bereichen führen.
Ein Insekt ist mit einem Insekten-Kooperationskreislauf ausgestattet, der vom Team von Professor Keisuke Okamoto entwickelt wurde.
Traditionelle „Cyberinsekten“ werden in der Regel direkt von Außenstehenden kontrolliert. Nach der Installation von Elektroden, Sensoren und Kommunikationsgeräten am Insekt kann der Bediener aus der Ferne seine Bewegungsrichtung ändern und Informationen vor Ort sammeln, sodass es in enge Räume vordringen kann, die für Menschen und herkömmliche Roboter schwer zu erreichen sind.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Keisuke Morishima, einem Professor an der Universität Osaka in Japan, hat einen „Insekten-Kooperationskreislauf“ entwickelt, in der Hoffnung, die Abhängigkeit von künstlicher Kontrolle zu verringern. Die Forscher installierten Rucksackausrüstung an Kakerlaken, um Herzschläge, Nervensignale und Körperbewegungen zu messen. Anschließend analysierte die KI diese Daten, um festzustellen, in welcher Umgebung sich die Kakerlaken befinden könnten, und steuerte ihre Aktionen basierend auf den eigenen Bewegungsreaktionen des Insekts.
Das Forschungsteam setzte die mit diesem System ausgestatteten Kakerlaken fünf verschiedenen Umgebungen aus, darunter ultravioletter Strahlung, chemischer Belastung und einer Umgebung mit hohen Temperaturen. Das leistungsstärkste KI-Modell erreichte eine Erkennungsgenauigkeit von 93 %, und die Forscher führten Kakerlaken auch erfolgreich zur Flucht aus dem Labyrinth. Relevante Ergebnisse wurden im Mai dieses Jahres im „Robomech Journal“ veröffentlicht.
Diese Technologie ist auf Katastrophengebiete wie Erdbeben und Brände ausgerichtet. In eingestürzten Gebäuden kann es zu giftigen Gasen oder Hochtemperaturbereichen kommen. Kakerlaken können Gefahren durch ihre eigenen Reaktionen nach dem Betreten erkennen und vermeiden. Keisuke Morishima sagte, dass das Team untersuchen möchte, ob die internen Zustandsinformationen von Organismen zur Erkennung und Beurteilung der äußeren Umgebung genutzt werden können.
Insektensuche und -rettung sind in echten Katastrophengebieten in die Testphase eingetreten. Die von Professor Hirotaka Sato von der Nanyang Technological University in Singapur und anderen entwickelten Cyberinsekten wurden nach dem Erdbeben im März 2025 in Myanmar getestet. Sie können in enge, durch Schutt verstopfte Räume vordringen, sind in Gebieten mit stehendem Wasser jedoch nur begrenzt einsetzbar.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelte ein Team bestehend aus Hirotaka Sato und Forschern der Waseda-Universität in Japan ein Gerät, das Insekten direkt mit Sauerstoff versorgen kann. Die Insekten im Experiment können bis zu drei Stunden unter Wasser bleiben. Relevante Forschungsergebnisse wurden in der Juni-Ausgabe 2026 von „Nature Communications“ veröffentlicht. Forscher glauben, dass durch die weitere Verbesserung des Sauerstoffversorgungssystems die Zeit, in der Insekten unter Wasser arbeiten können, verlängert werden kann.
Der Einsatz vor Ort bringt auch Kommunikationseinschränkungen mit sich. Wenn Cyberinsekten in Stahlbetongebäude eindringen, neigen die Signale dazu, instabil zu werden. Sato Hirotaka sagte, das Team verbessere das System weiterhin auf der Grundlage von Problemen, die bei Feldtests entdeckt wurden.
Zusätzlich zur direkten Veränderung lebender Insekten installierte ein Team unter der Leitung von Daigo Teruzuki, außerordentlicher Professor an der Shinshu-Universität in Japan, auch Seidenspinnerantennen an Drohnen, die als Geruchssensoren verwendet wurden. Seidenspinnerantennen können sehr geringe Mengen an Pheromonen erkennen, die von weiblichen Motten abgegeben werden, und ihre Empfindlichkeit ist vermutlich höher als die von Halbleitersensoren.
Die Antennen eines Seidenraupenspinners wurden an Gelelektroden befestigt und als Geruchserkennungssensor an einer Drohne montiert.
Die Forscher verwendeten Gelelektroden, um die elektrischen Signale zu lesen, die erzeugt werden, wenn die Antennen Gerüche wahrnehmen. Der mit der Gel-Elektrode ausgestattete Sensor kann auch nach mehr als 7 Stunden Betrieb noch mehr als 90 % seiner Spitzenleistung aufrechterhalten. Die Leistung bisher verwendeter Metallelektroden sank innerhalb von drei bis vier Stunden um mehr als die Hälfte.
Daigo Teruzuki sagte, dass diese Technologie die Lebensdauer des Antennensensors verlängern kann und voraussichtlich auch bei anderen Insekten eingesetzt werden wird. Das Team arbeitet derzeit an Mückenantennen, die auf menschliche Gerüche reagieren, und plant, sie in den nächsten zwei bis drei Jahren auf Drohnen zu installieren, um sie bei der Suche nach Menschen einzusetzen.
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